3.3. Языковая модель действительности
Речь идет о построении знаковых систем, схематизации конкретных объектов (сущностей) реального мира путем выделения их свойств, атрибутов и отношений, что в конечном итоге приводит к созданию некоторого
искусственного (формального) языка.
Объект изучения в логике, когнитологии
Абстракции человеческого интеллекта, Систематические методы рассуждений
Гносеология |
Логические языки |
|
(строятся как исчисления) |
Сущности в задачах |
|
|
Выражения языка |
|
реального мира |
|
|
Объект изучения в |
|
|
|
|||
|
|
|
||
Объекты изучения в |
Естественный язык |
языкознании либо |
||
естественных и |
в формальной |
|||
(Языкознание) |
||||
гуманитарных |
символической |
|||
|
|
|||
науках |
|
|
системе |
|
Рис. 3.6. Семантический треугольник
Языковая модель действительности
Его применение замечательно тем, что исчисление (совокупность правил оперирования с некоторыми символами и составленными из них выражениями) можно запрограммировать для компьютера. Последний, таким образом, получает возможность рассуждать, хотя и весьма элементарным способом.
Компьютер имитирует или, лучше сказать, воспроизводит в определенном смысле человеческое поведение. Через программирование и построение информационных моделей (рис. 3.7) в содержательную модель математики входят абстракции человеческого интеллекта, свойства искусственных и живых (биологических и социотехнических) систем.
|
ОБЪЕКТ |
СИНТАКТИКА |
ПРАГМАТИКА |
|
|
|
Значимость, |
|
ценность |
Верная |
СЕМАНТИКА |
грамматическая |
|
структура |
Содержание, |
|
|
|
разумный смысл |
Рис. 3.7. Основные компоненты информационной модели объекта окружающего мира (реальности)
Языковая модель действительности
Формализованный язык можно определить следующим образом. Рассмотрим двухэтажную языковую модель действительности (рис З.8). Ситуация si кодируется языковым объектом Li. Объект L1 – есть имя для si. Некоторое время спустя ситуация S1 сменяется ситуацией S2. Осуществляя некоторую языковую деятельность, преобразуем L1 в другой объект – L2. Если наша модель правильна, то L2 есть имя S2. В результате, не зная реальной ситуации S2, мы можем получить представление о ней путем декодирования языкового объекта L2. Выполнение преобразования L1->L2 определяет, будет ли язык формализованным.
•Для формализованного языка преобразование L1->L2
(слово)
(понятие)
Ощущения
Среда (предмет, явление)
Рис. 3.8. Двухэтажная языковая модель действительности
определяется исключительно языковыми объектами Li, которые участвуют в нем и не зависят от языковых представлений si соответствующих им по семантике языка.
• Для неформализованного языка результат преобразования языкового объекта Li зависит не только от вида самого представления Li, но и от представления si, которое он порождает в голове человека, от ассоциаций, в которые он входит.
3.4. Типовая функциональная схема информационной системы в рамках объектно- ориентированного подхода
Современная информационная технология базируется на воплощении мысли о том, что не пользователя следует обучать мышлению в терминах операций ЭВМ, а ЭВМ должна выполнять функции, свойственные человеку (рис. 3.9).
Пользователь работает с информационной моделью, воплощающей его представление об управляемых, исследуемых или проектируемых физических или материальных объектах, процессах и явлениях.
Информационные объекты реализуются на ЭВМ в виде той или иной модели данных.
Информационные объекты могут иметь разную внутреннюю организацию.
Одни имеют универсальный характер, т.е. пригодны для представления разных физических или математических объектов; другие являются специфическими, и их структура определяется конкретными требованиям решаемых задач.
Соответствие между информационной моделью и моделью данных, воплощающей информационную модель в ЭВМ, может быть неоднозначным по форме представления.
Например, одни объекты представляются естественнее всего как таблицы или отдельные строки в них, другие – как текстовые документы, третьи – как условные схемы или графические зависимости.
Поэтому каждая модель данных сопровождается некоторым признаком, определяющим выбор той или иной информационной модели при
отображении ее на внешнем устройстве. Рис. 3.9. Иерархия функций информационной системы
Типовая функциональная схема информационной системы в рамках объектно- ориентированного подхода
Данные создаются, преобразуются и отображаются с помощью некоторого программного пакета, являющегося частью инструментальной системы. Такие пакеты программ получили название функциональных процессоров.
На• рис. 3.10 представлена типовая функциональная схема информационной системы в рамках объектно-ориентированного подхода.
Объектная база служит для хранения информационных объектов. Она участвует не только в долговременном хранении объектов, но и в поддержке их оперативного использования через посредство функциональных процессоров.
Таким образом, объектная база трактуется и как место хранения информационных объектов (в рамках той или иной модели данных), и как совокупность программных средств для доступа к ним при оперативной работе с информационной моделью.
Рис. 3.10. Типовая функциональная схема информационной системы в рамках объектно-
ориентированного подхода
Типы информационных объектов
Для конкретной предметной области возможна фиксация стандартных типов информационных объектов, которые являются основой для построения различных информационных моделей без привлечения каких-либо дополнительных программных средств.
В качестве примеров таких объектов можно назвать
структуры (совокупности однородных объектов, состоящих из наборов полей, значениями которых могут быть как не вычисляемые, так и вычисляемые величины),
тексты (текстовые записи и файлы, которые могут группироваться в специальные множества – текстовые базы данных),
графики (графические объекты, отображающие числовые данные с помощью гистограмм, диаграмм, линейных зависимостей или другими графическими способами),
рисунки (графические объекты общего характера, иллюстрирующие реальные физические предметы, процессы и явления).
В качестве служебных объектов можно отметить
схемы диалога (объекты, определяющие сценарии взаимодействия пользователей с прикладными программами),
формулы (простые вычисляемые выражения, устанавливающие зависимости компонентов одних объектов от других),
программы (сложные вычисляемые тексты (алгоритмы), в которых компоненты разных объектов связываются многообразными зависимостями, а при вычислениях могут вырабатываться побочные эффекты),
конфигурации (объекты, в которых фиксируются параметры инструментальных и прикладных программ, тексты системных сообщений и другие данные, определяющие операционную среду).
С использованием упомянутых типов объектов формируются базы знаний по данной предметной области. Так, для представления семантической модели предметной области в виде сети или дерева наиболее важны структуры (в качестве основы для их представления используются фреймы).
Функциональные процессоры
Создание объекта заданного типа и интерфейс с пользователем определяется соответствующим функциональным процессором.
Базовые функциональные процессоры обеспечивают работу с типовыми объектами – текстами, таблицами, графиками, рисунками. 
Эти объекты могут служить носителями содержательной информации данной предметной области. Благодаря единому подходу к их реализации обеспечивается взаимное согласование представлений данных и обмен между компонентами разных объектов.
Специализованные функциональные процессоры служат для создания и обработки нетиповых структур данных. Необходимость в таких структурах обусловливается спецификой прикладных задач и стремлением достичь максимальной эффективности в обработке специальных данных.
Реализуются Специализованные функциональные процессоры как проблемно- ориентированные пакеты программ.
В основе унифицированного интерфейса с пользователем лежат следующие принципы.
Стандартизация приемов, используемых для доступа к различным объектам прикладной системы (реализуется широким применением меню разных типов, стандартизацией типовых клавишных команд, стандартизацией форм выдачи информации на экран).
Открытая архитектура, обеспечивающая интеграцию различных компонентов прикладной системы (базируется на формальном задании сценариев диалога, а также применении стандартных библиотечных функций и процедур, управляющих вводом- выводом и использованием оперативной памяти).
Модульность и переносимость системы поддержки и диалога (реализуется путем концентрации всех основных и вспомогательных функций в нескольких программных блоках и библиотечных функциях).
Методы навигации по объектной базе
Выбор объектов информационной модели для анализа и обработки осуществляется с привлечением разнообразных методов навигации по объектной базе. Отметим два из них, которые получили наибольшее распространение.
Метод «гипертекста» предполагает, что устанавливаются явные ссылки из компонентов одних объектов на другие, т.е. формируется семантическая сеть, отражающая структуру информационной модели. Кроме того, отдельные узлы сети могут ссылаться на обрабатывающие процедуры, которые, в свою очередь, могут вовлекать в работу новые фрагменты сети. Выбор объектов и их обработка происходят автоматически при навигации по сети. Пользователю достаточно выбрать корневой объект сети и затем, указывая на его компоненты, получить доступ к другим, ассоциированным объектам, выполнить их обработку
ипродолжить процесс движения по сети.
Метод «макросвязей» основан на формировании сценариев диалога, которые связывают отдельные состояния системы с работой функциональных процессоров или специализированных прикладных программ. В отличие от метода гипертекста в данном случае узлами сети являются не отдельные объекты и их компоненты, а более крупные единицы - независимые программы
ипакеты программ. Соответственно, навигация по такой сети осуществляется путем выбора позиций в меню, заполнения форматных бланков и запуска ассоциированных пакетов.
Общим для обоих методов является стиль работы пользователя: он должен выбирать в предъявляемой структуре, тексте или графическом изображении интегрирующие его в данный момент позиции или компоненты и активизировать их простой командой.
Резюмируя изложенное
Еще раз отметим главную особенность объектно-ориентированного подхода – предоставление по запросу пользователя необходимой информации в смысле нового знания.
Понятие знания здесь выступает на первый план, причем все большее значение приобретает проблематика, связанная с подготовкой знаний для систем решения информационных задач в плохо структурированных предметных областях.
Получают развитие технологические системы подготовки знаний, называемые когнитивными. Их назначением является извлечение экспертных знаний с помощью специальных психологических, лингвистических и программных средств.
Когнитивная система рассчитана на новые информационные технологии – технологии так называемых “мягких форм”, которые учитывают принципиально плохую структурированность знаний в реальных проблемных областях.
Переход от традиционных технологий для жестко структурированных сред к “мягким формам” базируется на новых технологических принципах.
Ких числу относятся:
отказ от готовых оболочек;
установка на автоматическое или полуавтоматическое извлечение знаний с обучением;
интегрирование знаний и интегрирование когнитивных процедур;
интегрирование различных форм и источников знаний;
интегрирование процесса извлечения знаний с самим процессом функционирования системы для обеспечения накопления знаний;
интегрирование методов представления знаний в когнитивных и в экспертных системах.
Вопросы
1.В чем заключается отношение между информацией и данными?
2.Что такое атрибут объекта?
3.Назовите основные проблемы при использовании данных человеком: …
4.Основные этапы коммуникационного процесса и их характеристика: …
5.Понятие и использование семантического треугольника.
6.Основные компоненты информационной модели объекта: …
7.Иерархия функций информационной системы: …
8.Что составляет основу унифицированного интерфейса с пользователем.
9.Основные методы навигации по объектной базе: …
10.Виды функциональных процессоров: …
11.Человек, общающийся с компьютером, имеет дело с тремя мирами …